Consumo de cianeto de sódio na extração de ouro explicado

No processo de extração de ouro de compostos de cianeto, Cianeto de sódio é consumido de várias maneiras. O cianeto de sódio é o mais comumente usado agente de lixiviação na extração de ouro e, teoricamente, apenas 0.5 gramas de Cianeto de sódio é necessário para lixiviar 1 grama de ouro. No entanto, na maioria das plantas de cianetação de ouro, o consumo real de cianeto é significativamente maior, frequentemente excedendo os cálculos teóricos em 50 a 100 vezes.

Os principais fatores que contribuem para o alto consumo de cianeto na processo de cianetação de ouro incluem:

1. Consumo de cianeto no processo de dissolução do ouro

As plantas de cianeto têm usado cianeto de sódio para dissolver ouro do minério para recuperar ouro do lixiviado. As reações químicas envolvidas são as seguintes:

• [2Au+4NaCN+O2+2H2O→2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2]

• [ 2Au+4NaCN+H2O2→2Na[Au(CN)2]+2NaOH]

A partir de reações eletroquímicas, sabe-se que a dissolução de 1 grama de ouro requer o consumo de 0.92 gramas de cianeto de sódio.

2. Consumo de cianeto em reações com metais básicos associados

(1) Alguns minérios de ouro contêm minerais associados, como pirita, magnetita, calcopirita, minerais de sulfato, hidróxidos e óxidos. Durante o estágio de britagem, é gerado pó de ferro, que reage lentamente com cianeto de sódio, aumentando consumo de cianeto. As reações são as seguintes:

• [ FeS2+NaCN→FeS+NaCNS]

• [ Fe(OH)2+2NaCN→Fe(CN)2+2NaOH]

• [ Fe+6NaCN+2H2O→Na4Fe(CN)6+2NaOH+H2↑]

• [ S+NaCN→NaCNS]

(2) Se o minério de ouro contiver diferentes tipos de minerais de cobre, eles também reagirão com cianeto de sódio para formar complexos de cianeto de cobre, consumindo cianeto no processo. As reações são as seguintes:

• [ 2CuSO4+4NaCN→Cu2(CN)2+2Na2SO4+(CN)2↑]

• [ 2Cu2S+4NaCN+2H2O+O2→Cu2(CN)2+Cu2(CNS)2+4NaOH]

Devido à forte reatividade do cianeto de sódio com muitos minerais de cobre, geralmente são necessários 2.3 a 3.4 gramas de cianeto para dissolver 1 grama de cobre.

(3) Se o minério de ouro original contiver esfalerita ou smithsonita, eles também reagirão com cianeto de sódio para formar cianeto de zinco e carbonatos. As reações são as seguintes:

• [ ZnS+4NaCN→Na2[Zn(CN)4]+Na2S]

• [ ZnCO3+4NaCN→Na2Zn(CN)4+Na2CO3]

(4) Se o minério de ouro contiver arsenopirita, mercúrio, selênio, telúrio, etc., eles também reagirão com cianeto de sódio. Quando o corpo de minério contém rochas carbonáceas, especialmente aquelas ricas em carbono orgânico, a adsorção de cianeto se torna mais forte, tornando a lixiviação de cianeto do ouro mais difícil.

3. Hidrólise de cianetos

Em solução, cianetos sofrem graus variados de hidrólise dependendo do pH, com a quantidade de cianeto de hidrogênio produzida sendo relacionada à alcalinidade da solução. A reação pode ser representada da seguinte forma:

• [NaCN + H2O → NaOH + HCN↑]

• [CN⁻ + 2H2O → HCOO⁻ + NH3]

Após a hidrólise, uma porção do cianeto gera cianeto de hidrogênio, enquanto outra porção é hidrolisada oxidativamente, produzindo gradualmente ácido fórmico e amônia. A 100°C, o CN⁻ perde 50%, e a 130°C, perde 85%.

No processo de cianetação para mineração de ouro, o cianeto de hidrogênio é um gás altamente tóxico. Se não for gerenciado adequadamente, pode levar ao aumento do uso de NaCN, aumentando os custos de produção e causando poluição ambiental, além de representar riscos à saúde dos operadores. A quantidade de HCN produzida varia com o pH da solução: em pH 10.5, apenas 6.1% de cianeto de hidrogênio é produzido; em pH 10, aumenta para 17%; em pH 9.5, atinge 39.2%; e em pH 9.0, é 67.1%. Portanto, em plantas de CIP (Carbon-in-Pulp) de ouro, o pH é normalmente ajustado para entre 11 e 12 para controlar a hidrólise de cianetos.

4. A oxidação do cianeto (CN-) pelo oxigênio dissolvido (O2)

Para aumentar a taxa de dissolução do ouro, tanto CN- quanto O2 devem estar envolvidos na reação. À temperatura e pressão ambiente, a solubilidade máxima do oxigênio é de 8.2 mg/L. A adição de um agente oxidante forte pode aumentar a concentração de oxigênio na solução, acelerando significativamente o processo de lixiviação. No entanto, a proporção de oxigênio para cianeto deve ser equilibrada; caso contrário, a taxa de lixiviação pode diminuir. O oxigênio dissolvido reage com o cianeto para formar cianato, que é estável em soluções alcalinas. No entanto, em um pH menor que 7, ele se hidrolisa para produzir amônia e bicarbonato. As equações de reação são as seguintes:

• [1/2 O2 + CN– → (CNO)–]

• [(CNO)– + 2 H2O → HCO3– + NH3]

Portanto, essa reação pode levar ao consumo de cianeto durante os processos de lixiviação ou eletrólise.

5. Adsorção de cianeto pela argila

Durante o processo de cianetação, o sulfeto de ferro no minério gera hidróxido de ferro, enquanto os silicatos no minério formam sílica coloidal em um meio alcalino. Ambas as substâncias têm uma certa capacidade de adsorver cianeto, levando à perda de cianeto junto com o resíduo de lixiviação.

6. Consumo de cianeto por outras substâncias

(1) Quando a pasta é agitada e preenchida com ar, o CO2 estará contido na solução. O CO2 também reagirá com o cianeto.

• [2NaCN+CO2+H2O→Na2CO3+2HCN↑]

(2) Minerais de sulfeto, como a pirita no minério original, reagem com o oxigênio dissolvido (O2) na polpa do minério, e os sulfitos e sulfatos resultantes também reagem com o cianeto.

• [FeS+2O2→FeSO4]

• [FeSO4+6NaCN→Na4Fe(CN)6+Na2SO4]

Uma pequena quantidade de CaO ou Ca(OH)2 pode ser adicionada antes da lixiviação para neutralizar o ácido e evitar que a reação acima ocorra.

Em conclusão

Os acima são os 6 aspectos do consumo de cianeto no processo de cianetação do ouro. Além do cianeto necessário para a dissolução normal do ouro, há muitos consumos não essenciais, como reação com outros minerais associados, auto-hidrólise, etc. 

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